掌握容量分析法的要點

掌握容量分析法的要點

一、

糕點、糖果中還原糖的測定

1、高錳酸鉀法

該法是國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法，它適用于各類食品中還原糖的測定，對于深色樣液也同樣適用。這種方法的主要特點是準(zhǔn)確度高，重現(xiàn)性好，這兩方面都優(yōu)于直接滴定法。但操作復(fù)雜、費時，需查特制的高錳酸鉀法糖類檢索表(見附錄)

1)原理：將還原糖與過量的堿性酒石酸銅溶液反應(yīng)，還原糖使二價銅還原為氧化亞銅。經(jīng)過濾取得氧化亞銅，用Fe2(SO4)3溶液將其氧化溶解，而三價鐵鹽被還原為亞鐵鹽，再用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液滴定所產(chǎn)生的亞鐵鹽。根據(jù)高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量計算氧化亞銅的質(zhì)量，從附錄中查得與氧化亞銅量相當(dāng)?shù)倪€原糖量，再計算樣品中的還原糖含量。
2)試劑：堿性酒石酸銅甲液：稱取35.639g硫酸銅(CuSO4·5H2O)，加適量水溶解，加0.5ml濃H2SO4，再加水稀釋至500ml，用精制石棉過濾；堿性酒石酸銅乙液：稱取173g酒石酸鉀鈉及50gNaOH，加適量水溶解，并稀釋至500ml，用精制石棉過濾，貯存于橡膠塞玻璃瓶內(nèi)；精制石棉：先將石棉用3mol/LHCl浸泡2～3h，用水洗凈;再用100g/LNaOH溶液浸泡2～3h，傾去溶液，之后用堿性酒石酸銅乙液浸泡數(shù)小時，用水洗凈;再以3mol/LHCl浸泡數(shù)小時，以水洗至不呈酸性。然后加水振搖，使其成微細(xì)的漿狀軟纖維，用水浸泡并貯存于玻璃瓶中，即可用作填充古氏坩堝用；0.02mol/L高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取3.3g高錳酸鉀溶于1050ml水中，緩緩煮沸20～30min，冷卻后置于暗處密閉保存數(shù)日，用垂融漏斗過濾，保存于棕色瓶中。用基準(zhǔn)草酸鈉標(biāo)定其準(zhǔn)確濃度；1mol/LNaOH溶液：稱取4gNaOH，加水溶解并稀釋至100ml；Fe2(SO4)3溶液：稱取50g Fe2(SO4)3，加入200ml水溶解后，慢慢加入100ml H2SO4，冷卻后加水稀釋至1000ml；3mol/LHCl:量取30ml濃HCl，加水稀釋至120ml

3)儀器：25ml古氏坩堝或G4垂融坩堝；真空泵或水力真空管

4)測定方法

①樣品處理

A、乳及乳制品、含蛋白質(zhì)的冷食類：稱取約2～5g固體樣品(25～50ml液體樣品)置于250ml容量瓶中，加50ml水，搖勻后加10ml堿性酒石酸銅甲液及4ml1mol/LNaOH溶液至刻度，混勻，靜置30min，用干燥濾紙過濾，棄去初濾液，濾液供測定用。

B、酒精性飲料：吸取100ml樣品，置于蒸發(fā)皿中，用1mol/LNaOH溶液中和至中性，蒸發(fā)至原體積的1/4后，移入250ml容量瓶中。加50ml水，混勻。以下按A項“加10ml堿性酒石酸銅甲液”起，依同樣方法操作。

C、含淀粉較多的食品：稱取10～20g樣品，置于250ml容量瓶中，加200ml水，在45℃水浴中加熱1h，并時時振搖，冷卻后加水至刻度，混勻，靜置。吸取20ml上清液置于另一250ml容量瓶中。以下按A項“加10ml堿性酒石酸銅甲液”起，依同樣方法操作。

D、汽水等含CO2的飲料：吸取100ml樣品置于蒸發(fā)皿中，在水浴上除去CO2后，移入250ml容量瓶中，并用水洗滌蒸發(fā)皿，洗液并入容量瓶中，再加水至刻度，混勻后備用。

②測定：吸取50ml處理后的樣品溶液置于400ml燒杯內(nèi)，加25ml堿性酒石酸銅甲液及25ml乙液，蓋上表面皿，置電爐上加熱，使在4min內(nèi)沸騰，再準(zhǔn)確沸騰2min，趁熱用G4垂融坩堝或鋪好石棉的古氏坩堝抽濾，并用60℃熱水洗滌燒杯及沉淀，至洗液不呈堿性為止。將古氏坩堝或G4垂融坩堝放回400ml燒杯中，加25ml Fe2(SO4)3溶液及25ml水，用玻璃棒攪拌至氧化亞銅*溶解，以0.02mol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色為終點。同時吸取50ml水，加入與測樣品時相同量的堿性酒石酸甲液、乙液、Fe2(SO4)3溶液及水，按同一方法做試劑空白試驗。

5)結(jié)果計算

①根據(jù)滴定所消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，計算相當(dāng)于樣品中還原糖的氧化亞銅的質(zhì)量，即

m=(v-v0)×c×143.08×5/2=(v-v0)×c×357.7式中 m——氧化亞銅的質(zhì)量(mg)　v——測定用樣品液所消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積 (ml)　v0——試劑空白試驗消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積 (ml)　c——KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/l)　143.08——氧化亞銅的摩爾質(zhì)量(mg/m mol)

②根據(jù)上式計算所得氧化亞銅的質(zhì)量查附錄得出相當(dāng)?shù)倪€原糖的質(zhì)量，再按下式計算樣品中還原糖的含量，即w(還原糖)=m1×100/〔(1000×m×v2/v1)〕=m1×v1/(10×m×v2)　式中： w(還原糖)——還原糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)　m——樣品的質(zhì)量 (g)　m1——查表得出的相當(dāng)還原糖的質(zhì)量 (mg)　v1——樣品處理液的總體積(ml)　　v2——測定用樣品處理溶液的體積 (ml)

6)說明

①必須注意反應(yīng)條件的控制，加入堿性酒石酸銅甲、乙液后必須控制在4min內(nèi)沸騰，維持沸騰2min，時間要準(zhǔn)確，否則會引起較大誤差，重現(xiàn)性不好。

②煮沸過程中若發(fā)現(xiàn)溶液藍(lán)色消失，說明糖度過高，需減少樣品處理液的用量，重新操作，而不應(yīng)增加堿性酒石酸銅溶液的用量。

③抽濾過程中應(yīng)防止氧化亞銅沉淀暴露于空氣中，需使沉淀始終在液面下避免氧化。

④樣品處理中利用CuSO4在堿性條件下作為澄清劑，除去蛋白質(zhì)等成分。

2、直接滴定法

1)原理：樣品經(jīng)除去蛋白質(zhì)后，在加熱條件下，直接滴定經(jīng)標(biāo)定的堿性酒石酸銅溶液，還原糖將二價銅還原為氧化亞銅。以亞甲基藍(lán)為指示劑，在終點稍過量的還原糖將藍(lán)色的氧化型亞甲基藍(lán)還原為無色的還原型亞甲基藍(lán)，根據(jù)試樣所消耗的體積計算還原糖的含量。

直接滴定法已經(jīng)過多次改進(jìn)，只要嚴(yán)格遵守實驗條件，分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性是能夠滿足定量分析的要求。

2)試劑

①費林氏劑甲液：稱取15g硫酸銅(CuSO4·5H2O)及0.05g四甲基藍(lán)，溶于水中并稀釋至1000ml

②費林氏劑乙液：稱取50g酒石酸鉀鈉及75gNaOH，溶于水中，再加入4g亞鐵氰化-鉀，*溶解后，用水稀釋至1000ml，貯存于橡膠塞玻璃瓶內(nèi)。

③乙酸鋅溶液：稱取乙酸鋅結(jié)晶21.9g，加3ml冰醋酸，加水溶解至100ml

④106g/l亞鐵氰化-鉀溶液

⑤葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取1.0000g經(jīng)過96±2℃干燥2h的純葡萄糖，加水溶解后加入5mlHCl,并以水稀釋至1000ml。此溶液每1ml相當(dāng)于1.0mg葡萄糖。

3)操作方法

①樣品處理：準(zhǔn)確稱取樣品(粉碎后的)2.5~5.0g置于250ml容量瓶中，加水50ml，搖勻后慢慢加入5ml乙酸鋅溶液，混勻后再慢慢加入5ml亞鐵氰-化鉀溶液，振搖，加水定容并搖勻后靜置30min，用干濾紙過濾，棄去初始濾液，過濾液備用。

②標(biāo)定堿性酒石酸銅溶液：吸取5.00ml堿性酒石酸銅甲液及5.00ml堿性酒石酸銅乙液，置于250ml錐形瓶中，加水10ml，加入玻璃珠3粒，從滴定管加約9ml標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖液，使其在2min內(nèi)加熱至沸。趁熱以0.5滴/s的速度繼續(xù)滴加糖液，直至溶液顏色剛好褪去為終點，記錄消耗葡萄糖液的體積。平行操作3次，得m平均消耗葡萄糖液的體積。

計算每10ml(甲、乙各5ml)堿性酒石酸銅溶液相當(dāng)于葡萄糖的質(zhì)量(mg)，即

m=v×c

式中 m——10ml堿性酒石酸銅溶液相當(dāng)于葡萄糖的質(zhì)量(mg)

v——標(biāo)定時消耗葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的總體積

c——葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mg/ml)

③樣品溶液的預(yù)測定：吸取費林氏甲、乙液各5ml，置于150ml三角瓶中，加水10ml、玻璃珠2粒，控制在2min內(nèi)加熱至沸，趁沸以先快后慢的速度，從滴定管中加樣液，趁沸以0.5滴/s的速度繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去為終點，記錄消耗樣液的體積。

④樣品溶液的測定：吸取費林氏甲、乙液各5ml，置于150ml三角瓶中，加水10ml、玻璃珠2粒，從滴定管中加入比預(yù)測定體積少1ml的樣液，使其在2min內(nèi)加熱至沸，趁沸以0.5滴/s的速度繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛好褪去為終點，記錄消耗樣液的體積。同法平行操作3次，得出平均消耗樣液的體積。

4)結(jié)果計算

w(還原糖)=m1×100×250/(m×v×1000)=25×m1/(m×v)

式中： w(還原糖)——還原糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)

m——樣品的質(zhì)量 (g)

v——測定時平均消耗樣品溶液的體積 (ml)

m1——10ml堿性酒石酸銅溶液相當(dāng)于葡萄糖的質(zhì)量 (mg)

250——樣品溶液的總體積 (ml)

5)說明

①醋酸鋅及亞鐵氰化-鉀作為蛋白沉淀劑;堿性酒石酸銅甲、乙液應(yīng)分別配制，分別儲存，不能事先混合儲存。

②測定中的滴定速度、加熱時間及熱源穩(wěn)定程度、錐形瓶壁厚度對測定精密度影響很大，在預(yù)測及正式測定過程中試樣條件應(yīng)力求一致。平行測定的樣品溶液所消耗體積相差應(yīng)不超過0.1ml

③整個滴定過程應(yīng)保持在微沸狀態(tài)下進(jìn)行，繼續(xù)滴定終點的體積應(yīng)控制在0.5~1ml之內(nèi)，否則應(yīng)重做。

④樣品中還原糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不宜過高或過低，需根據(jù)預(yù)測加以調(diào)節(jié)，以0.1%為宜。

⑤滴定至終點，指示劑被還原糖所還原，藍(lán)色消失，呈淡黃色，稍放置，接觸空氣中的氧，指示劑被氧化，會重新變成藍(lán)色，此時不應(yīng)再滴定

⑥配制標(biāo)準(zhǔn)液的葡萄糖應(yīng)先在50～60℃下干燥30min然后置于98～100℃烘箱中烘至恒重

⑦堿性酒石酸銅的氧化能力較強(qiáng)，可將醛糖和酮糖都氧化，所以測得的是總還原糖的質(zhì)量

⑧本法對糖進(jìn)行定量的基礎(chǔ)是堿性酒石酸銅溶液中Cu2+的量，所以，樣品處理時不能采用CuSO4，NaOH作為澄清劑，以免樣液中誤入Cu2+得出錯誤的結(jié)果

⑨在堿性酒石酸銅乙液中加入亞鐵氰-化鉀，是為了使所生成的Cu2O紅色沉淀與之形成可溶性的無色絡(luò)合物，使終點便于觀察。

⑩次甲基藍(lán)也是一種氧化劑，但在測定條件下其氧化能力比Cu2+弱，故還原糖先與Cu2+反應(yīng)，待Cu2+*反應(yīng)后，稍過量的還原糖才會與亞甲基藍(lán)發(fā)生反應(yīng)，溶液顏色消失，指示到達(dá)終點。

二、糕點、糖果中總糖的測定

測定總糖通常以還原糖的測定方法為基礎(chǔ)，將食品中的非還原性雙糖，經(jīng)酸水解成還原性單糖，再按還原糖的測定法測定，測出以轉(zhuǎn)化糖計的總糖量。若需要單純測定食品中的蔗糖量，可分別測定樣品水解前的還原糖量及水解后的還原糖量，兩者之差再乘以校正系數(shù)0.95即為蔗糖量，即1g轉(zhuǎn)化糖量相當(dāng)于0.95g蔗糖量。在食品加工生產(chǎn)過程中，也常用相對密度法、折光法等簡易的物理方法測定總糖量。

1、原理：樣品除去蛋白質(zhì)后，加入稀HCl，在加熱條件下使蔗糖水解轉(zhuǎn)化為還原糖，再以直接滴定法或高錳酸鉀法測定。
2、儀器：1)恒溫水浴箱2)其他儀器同還原糖的測定
3、試劑：1)6mol/LHCl溶液2)甲基紅指示劑：稱取0.1g甲基紅溶于100ml60%(體積分?jǐn)?shù))乙醇中3)200g/LNaOH溶液
4、測定方法

1)樣品處理：按還原糖測定法中的方法進(jìn)行

2)樣品中總糖量的測定：吸取50ml樣品處理液置于100ml容量瓶中，加6mol/LHCl溶液5ml，在68~70℃水浴中加熱15min，冷卻后加2滴甲基紅指示劑，用200g/LNaOH溶液中和至中性，加水至刻度線，混勻，按還原糖測定法中直接滴定法或高錳酸鉀法進(jìn)行測定

5、結(jié)果計算

樣品中總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算公式為　w(總糖)=m1×100/〔(1000×m×(50/v1)×(v2/100)〕=m1×v1/(5×m×v2)

式中： w(總糖)——總糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)　m——樣品的質(zhì)量 (g)　m1——直接滴定法中10ml堿性酒石酸銅相當(dāng)于轉(zhuǎn)化糖的質(zhì)量 (mg)　或高錳酸鉀法中查表得出相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化糖質(zhì)量(mg)　v1——樣品處理液的總體積(ml)　v2——測定總糖量取用水解液的體積 (ml)

6、說明

1)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性及重現(xiàn)性取決于水解的條件，要求樣品在水解過程中，只有蔗糖被水解而其他化合物不被水解。

2)在用直接滴定法測定蔗糖時，為減少誤差，堿性酒石酸銅溶液的標(biāo)定需采用蔗糖標(biāo)準(zhǔn)液，按測定條件水解后進(jìn)行標(biāo)定。

3)堿性酒石酸銅溶液的標(biāo)定

①稱取105℃烘干至恒重的純蔗糖1.0000g，以蒸餾水溶解，移入500ml容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。此標(biāo)準(zhǔn)液1ml相當(dāng)于純蔗糖2mg

②吸取蔗糖標(biāo)準(zhǔn)液50ml置于100ml容量瓶中，加6mol/LHCl溶液5ml，在68~70℃水浴中加熱15min，冷卻后加2滴甲基紅指示劑，用200g/LNaOH溶液中和至中性，加水至刻度線，混勻，此標(biāo)準(zhǔn)液1ml相當(dāng)于蔗糖1mg

③取經(jīng)水解的蔗糖標(biāo)準(zhǔn)液，按直接滴定法標(biāo)定堿性酒石酸銅溶液，則10ml堿性酒石酸銅溶液相當(dāng)于轉(zhuǎn)化糖的質(zhì)量為m2=v×m1/0.95       式中： m1——1ml蔗糖標(biāo)準(zhǔn)水解液相當(dāng)于蔗糖的質(zhì)量(mg)　m2——10ml堿性酒石酸銅液相當(dāng)于轉(zhuǎn)化糖的質(zhì)量(mg)　v——標(biāo)定中消耗蔗糖標(biāo)準(zhǔn)水解液的體積(ml)　0.95——蔗糖換算為轉(zhuǎn)化糖的系數(shù)

4)利用酶的專一性也可進(jìn)行酶法水解，如采用β-果糖苷酶(轉(zhuǎn)化糖)進(jìn)行水解，這種方法的應(yīng)用，關(guān)鍵在于酶制劑本身的純度及活力，目前較少采用。